El tratamiento descentralizado del agua residual de pequeñas localidades rurales y suburbanas: los humedales construidos, una tecnología a considerar
Abstract
Una de las opciones amigables con el entorno, de tratamiento descentralizado del agua residual de comunidades con menos de 2 000 habitantes, son los humedales construidos (HC). Son semiterrestres. Tienen una humedad elevada y vegetación con potencial autodepurador. Mimetizan los procesos de los humedales naturales, con consumos mínimos o nulos de energía. Pueden considerarse como bio-reactores con aireación natural, donde las plantas emergentes transportan oxígeno del aire hacia sus rizomas, creando un mosaico de zonas aerobias y anaerobias que favorecen la sedimentación y filtración de los sólidos suspendidos, la degradación microbiana de la materia orgánica, la nitrificación y desnitrificación, la precipitación de fosfatos y la muerte de patógenos mediante la fitoremediación. Tienen bajos costos de construcción, operación y mantenimiento. Su desventaja es el área necesaria. Por ello, aquí se abordan tres estudios de caso con humedales de flujo subsuperficial horizontal, vertical e híbridos mostrando remoción eficiente de contaminantes.
Palabras clave: tratamiento descentralizado, agua residual, pequeñas localidades rurales y suburbanas, humedales construidos.
References
HERRERA-CÁRDENAS, J.A., NAVARRO-FRÓMETA, A.E. 2018. Constructed Wetlands for the Tertiary Treatment of Municipal Wastewaters: Case studies in Mexico at Mesocosm Level. En: María del Carmen Durán-Domínguez-de-Bazúa, Amado Enrique Navarro-Frómeta, Josep M. Bayona (Eds.). Artificial or constructed wetlands: A suitable technology for sustainable water management. Florida: CRC, Taylor and Francis. 2018. Capítulo 4, pp. 68-90. ISBN 9781138739185
AMÁBILIS-SOSA, L. E., SIEBE, Ch., MOELLER-CHÁVEZ, G.,DURÁN-DOMÍNGUEZ-de-BAZÚA, M. C. 2016. Remoción de mercurio por Phragmitesaustralis empleada como barrera biológica en humedales artificiales inoculados con cepas tolerantes a metales pesados. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 32(1): 47-53. Disponible en:http http://www.scielo.org.mx/pdf/rica/ v28n1/v28n1a2.pdf
AMÁBILIS-SOSA, L. E., SIEBE, CH., MOELLER-CHÁVEZ, G., DURÁN-DOMÍNGUEZ-de-BAZÚA, M. C. 2015. Accumulation and distribution of lead and chromium in laboratory-scale constructed wetlands inoculated with metal-tolerant bacteria. International Journal of Phytoremediation. 17(11): 1090-1096. DOI:10.1080/15226514.2010.483263
BENVENUTI, T., HAMERSKI, F., GIACOBBO, A., BERNARDES, A. M., ZOPPAS-FERREIRA, J., RODRIGUES, M. A. S. 2018. Constructed floating wetland for the treatment of domestic sewage: A real-scale study. Journal of Environmental Chemical Engineering. DOI:10.1016/j.jece.2018.08.067
DVOŘÁKOVÁ-BŘEZINOVA, T., VYMAZAL, J., KOŽELUH, M., KULE, L. 2018. Occurrence and removal of ibuprofen and its metabolites in full-scale constructed wetlands treating municipal wastewater. Ecological Engineering, 120, 1–5. DOI:10.1016/j.ecoleng.2018.05.020.
GORITO, A. M., RIBEIRO, A. R., GOMES, C. R., ALMEIDA, C. M. R., SILVA, A. M. T. 2018. Constructed wetland microcosms for the removal of organic micropollutants from freshwater aquaculture effluents. Science of The Total Environment, 644, 1171–1180. DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.06.371.
GUZMÁN-AGUIRRE, S. 2004. Evaluación de sistemas de humedales artificiales como depuradores de aguas residuales mediante la eliminación de microorganismos patógenos. Tesis profesional, Química de Alimentos. Facultad de Química, UNAM. México D.F. México.Defensa: Noviembre 24. Disponible en:http://132.248.9.195/ppt2004/0337984/Index.html
KRZEMINSKI, P., TOMEI, M. C., KARAOLIA, P., LANGENHOFF, A., ALMEIDA, C. M. R., FELIS, E., FATTA-KASSINOS, D. 2019. Performance of secondary wastewater treatment methods for the removal of contaminants of emerging concern implicated in crop uptake and antibiotic resistance spread: A review. Science of The Total Environment, 648, 1052–1081. DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.08.130.
MARTÍNEZ LAVANCHY, P. M., CHEN, Z., LÜNSMANN, V., MARIN-CEVADA, V., VILCHEZ-VARGAS, R., PIEPER, D. H., REICHE, N., KAPPELMEYER, U., IMPARATO, V., JUNCA, H., NIJENHUIS, I., MÜLLER, J. A., KUSCHK, P., HEIPIEPER, H. J. 2015. Microbial toluene removal in hypoxic model constructed wetlands occurs predominantly via the ring monooxygenation pathway. Applied Environmental Microbiology. 81(18):6241-6252.DOI: 10.1128/AEM.01822-15
NAVARRO, A. E., PASTOR, R., MATAMOROS-MERCADAL, V., BAYONA, J.M. 2018. Evaluation of treatment wetlands of different configuration for the sugarcane-mill effluent under tropical conditions. En: Constructed wetlands for industrial wastewater treatment. Editor: A. Stefanakis. John Wiley & Sons. ISBN 9781119268345. Capítulo 6, pp. 127-144.
PANIZZA-DE-LEÓN, A., CARRILLO-GONZÁLEZ, R., BERNAL-GONZÁLEZ, M., VACA-MIER, M., DURÁN-DOMÍNGUEZ-de-BAZÚA, C. 2011. Exploration of the ability of Coleus blumei to accumulate aluminum. International Journal of Phytoremediation. 13(5):421-433.DOI: 10.1080/15226514.2010.483263.
SALGADO-BERNAL, I., CARBALLO-VALDÉS, M. E., MARTÍNEZ-SARDIÑAS, A., CRUZ-ARIAS, M.,DURÁN-DOMÍNGUEZ, C. 2012a. Interacción de aislados bacterianos rizosféricos con metales de importancia ambiental. Revista Tecnología y Ciencias del Agua.3(3):83-95.
SALGADO-BERNAL, I., DURÁN-DOMÍNGUEZ, C., CRUZ-ARIAS, M., CARBALLO-VALDÉS, M. E., MARTÍNEZ-SARDIÑAS, A. 2012b. Bacterias rizosféricas con potencialidades fisiológicas para eliminar materia orgánica de aguas residuales. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 28(1):17-26. Disponible en: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992009000300004.
SCHULTZE-NOBRE, L., WIESSNER, A., WANG, D., BARTSCH, C.,KAPPELMEYER, U., PASCHKE, H., MATTUSCH, J., KUSCHK, P. 2015. Removal of dimethylphenols from an artificial wastewater in a laboratory-scale wetland system planted with Juncus effuses. Ecology and Engineering. 80:151-155. DOI:org/10.1016/j.ecoleng.2008.12.030
GUIDO-ZÁRATE, A., BUITRÓN, G., MIJAYLOVA-NACHEVA, P., DURÁN-de-BAZÚA, C. 2007. Behavior of redox potentials in artificial wetlands models: A tool for controlling its efficiency. In Communicating current research and educational topics and trends in applied microbiology. Méndez-Vilas. A. (ed.). Formatex Series. ISBN-13:978-84-611-9421-6. Vol. 2. ISBN-13: 978-84-611-9423-0. Badajoz, Spain, pp. 594-601.
SOTO-ESQUIVEL, M. G., GUIDO-ZÁRATE, A., GUZMÁN-AGUIRRE, S., MEJÍA-CHÁVEZ, A. G., GARCÍA-GÓMEZ, R. S., HUANOSTA, T., PADRÓN-LÓPEZ, R. M., RODRÍGUEZ-MONROY, J., MIJAYLOVA-NACHEVA, P., BUITRÓN-MÉNDEZ, G., DURÁN-de-BAZÚA, C. “Algunos aspectos interesantes de sistemas de humedales a escala de laboratorio y de banco en México”. Revista Química Central (Facultad de Ciencias Químicas, Ecuador). 2013, 3(2):53-65.http://revistadigital.uce.edu.ec/index.php/QUIMICA/article/view/1206.
COBAN, O., KUSCHK, P., KAPPELMEYER, U., SPOTT, O., MARTIENSSEN, M., JETTEN, M. S. M., KNOELLER, K. “Nitrogen transforming community in a horizontal subsurface-flow constructed wetland”. Water Research. 2015. 74:203-212.https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.02.018.
DURÁN-de-BAZÚA, C., GUIDO-ZÁRATE, A., HUANOSTA, T., PADRÓN-LÓPEZ, R. M., RODRÍGUEZ-MONROY, J. “Artificial wetlands performance: nitrogen removal”. Water Science and Technology. 2008. 58(7):1357-1360.DOI: 10.2166/wst.2008.350.
ORDUÑA-BUSTAMANTE, M. A., VACA-MIER, M., ESCALANTE-ESTRADA, J. A., DURÁN-DOMÍNGUEZ-de-BAZÚA, C. “Nitrogen and potassium variation on contaminant removal for a vertical subsurface flow lab scale constructed wetland”. Bioresource Technology. 2011. 102:7745-7754. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.06.005
ALI, M., ROUSSEAU, D. P. L., AHMED, S. “A full-scale comparison of two hybrid constructed wetlands treating domestic wastewater in Pakistan”. Journal of Environmental Management. 2018, 210, 349–358. DOI:10.1016/j.jenvman.2018.01.040
LUTTERBECK, C. A., ZERWES, F. V., RADTKE, J. F., KÖHLER, A., KIST, L. T., MACHADO, Ê. L. Integrated system with constructed wetlands for the treatment of domestic wastewaters generated at a rural property – Evaluation of general parameters ecotoxicity and cytogenetics. Ecological Engineering. 2018. 115, 1–8. DOI:10.1016/j.ecoleng.2018.01.004
YADAV, A., CHAZARENC, F., MUTNURI, S. “Development of the “French system” vertical flow constructed wetland to treat raw domestic wastewater in India. Ecological Engineering, 113, 88–93. DOI:10.1016/j.ecoleng.2018.01.001
ARREGUÍN-ROJAS, A. (Coordinador), DURÁN-DOMÍNGUEZ, M. C., BERNAL-GONZÁLEZ, M., GONZÁLEZ-SANDOVAL, M. R., SÁNCHEZ-TOVAR, S. A. Manual de operación y mantenimiento del humedal artificial del CCH PLANTEL SUR, con actividades didácticas para el BACHILLERATO UNAM. 2013. ISBN 978-607-7807-12-4. Proys. INFOCAB SB201608 y PB201312, 46, 10 ejemplares, 1a. Ed. (2010). Compact disc (e-book), 2nd. Ed. (2013) Pub. CCH-Sur y Facultad de Química, UNAM y AMCATH. México D.F. México.
RAMÍREZ-CARRILLO, H.F. “Desarrollo de la ingeniería básica para el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales a base de un humedal artificial de flujo horizontal”, Tesis profesional. Ingeniería Química. UNAM, Facultad de Estudios Superiores, Zaragoza. 1998 México D.F. México. Disponible en: http://132.248.9.195/pdbis/263586/Index.html
DOF. 1994a. Norma Oficial Mexicana NOM-112-SSA1-1994. Determinación de bacterias coliformes. Técnica del número más probable. Diario Oficial de la Federación. Poder Ejecutivo Federal. México D.F. México.
DOF. 1994b. Norma Oficial Mexicana NOM-114-SSA1-1994. Bienes y Servicios. Método para la determinación de Salmonella en alimentos. Diario Oficial de la Federación. Poder Ejecutivo Federal. México D.F. México.
BORREGO-SARÁCHAGA, N.G. “Estudio de la calidad del agua en un sistema de humedales artificiales a nivel prototipo que recibe aguas residuales de un plantel educativo”. Tesis profesional, Ingeniera Química. Facultad de Química, UNAM. Defensa: Agosto 14. Ciudad de México, México. 2015, Disponible en: http://132.248.9.195/ptd2015/agosto/0732926/Index.html
ESPONDA-AGUILAR, P.L. Estudio de los humedales artificiales como reactores de flujo pistón para el tratamiento de aguas residuales. Tesis profesional, Ingeniería Química. UNAM, Facultad de Química. México D.F. 2001, México. Disponible en: http://132.248.9.195/pd2001/295062/Index.html
FENOGLIO-LIMÓN, F.E. “Bases de diseño para la construcción de un reactor biológico experimental basado en los sistemas de humedales artificiales de flujo vertical”. Tesis profesional, Ingeniería Química. UNAM, Facultad de Química. México D.F. México. 2000, Disponible en: http://132.248.9.195/pd2000/284987/Index.html
HERRERA-CÁRDENAS, J.A., NAVARRO, A. E., TORRES, E. “Effects of porous media, macrophyte type and hydraulic retention time on the removal of organic load and micropollutants in constructed wetlands”. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2016, 51(5), 380-388. DOI: 10.1080/10934529.2015.1120512.
DOF. 1997. Norma Oficial Mexicana NOM-003-SEMARNAT-1997. Que establece los límites máximos permisibles en las aguas tratadas que se reutilicen en servicios al público. Diario Oficial de la Federación. Poder Ejecutivo Federal. México D.F. México.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This journal provides immediate open access to its content, based on the principle that offering the public free access to research helps a greater global exchange of knowledge. Each author is responsible for the content of each of their articles.
